同构型多处理机系统:由多个同类型或至少担负同等功能的处理机组成,它们同时处理同
一作业中能并行执行的多个任务。
1.2 试用实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系。
答:如在设计主存系统时,确定主存容量、编址方式、寻址范围等属于计算机系统结
构。确定主存周期、逻辑上是否采用并行主存、逻辑设计等属于计算机组成。选择存储芯
片类型、微组装技术、线路设计等属于计算机实现。
计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。计算机实现是计算机组成的物理实现。一种
体系结构可以有多种组成。一种组成可以有多种实现。
1.3 计算机系统结构的 Flynn 分类法是按什么来分类的?共分为哪几类?
答:Flynn 分类法是按照指令流和数据流的多倍性进行分类。把计算机系统的结构分为:
(1) 单指令流单数据流 SISD
(2) 单指令流多数据流 SIMD
(3) 多指令流单数据流 MISD
(4) 多指令流多数据流 MIMD
1.4 计算机系统设计中经常使用的 4 个定量原理是什么?并说出它们的含义。
答:(1)以经常性事件为重点。在计算机系统的设计中,对经常发生的情况,赋予它
优先的处理权和资源使用权,以得到更多的总体上的改进。( 2)Amdahl 定律。加快某部
件执行速度所获得的系统性能加速比,受限于该部件在系统中所占的重要性。(3)CPU
性能公式。执行一个程序所需的 CPU 时间 = IC ×CPI ×时钟周期时间。(4)程序的局部性
原理。程序在执行时所访问地址的分布不是随机的,而是相对地簇聚。
1.5 分别从执行程序的角度和处理数据的角度来看,计算机系统中并行性等级从低到高
可分为哪几级?
答:从处理数据的角度来看,并行性等级从低到高可分为:
(1)字串位串:每次只对一个字的一位进行处理。这是最基本的串行处理方式,不存
在并行性;
(2)字串位并:同时对一个字的全部位进行处理,不同字之间是串行的。已开始出现
并行性;
(3)字并位串:同时对许多字的同一位(称为位片)进行处理。这种方式具有较高的
并行性;
(4)全并行:同时对许多字的全部位或部分位进行处理。这是最高一级的并行。
从执行程序的角度来看,并行性等级从低到高可分为:
(1)指令内部并行:单条指令中各微操作之间的并行;
(2)指令级并行:并行执行两条或两条以上的指令;
(3)线程级并行:并行执行两个或两个以上的线程,通常是以一个进程内派生的多个
线程为调度单位;
(4)任务级或过程级并行:并行执行两个或两个以上的过程或任务(程序段),以子
程序或进程为调度单元;
(5)作业或程序级并行:并行执行两个或两个以上的作业或程序。
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